三维裂纹成核体重建算法

自动量化裂纹成核体

该算法结合DBSCAN聚类与Alpha Complex Shape，从声发射事件中自动重建并量化裂纹成核体的形态、数量与体积，弥补了现有方法在此方面的不足。

王春来 · Baokun, Zhou · Chaoyang, Zhu · Li, Changfeng · Liang, Sun

Engineering Fracture Mechanics 2025

技术优势

三维自动重建

结合DBSCAN聚类和Alpha Complex Shape，能从三维声发射事件中自动重建裂纹成核体，无需人工干预。

量化形态、数量与体积

算法可全面量化裂纹成核体的形态、数量和体积，超越大多数仅提供定性或局部信息的现有方法。

引入成核生长因子

定义裂纹成核生长因子（CNGF）为成核体体积与数量之比，用于深入研究岩石渐进损伤过程。

应用场景

• 岩石损伤评估：用算法量化裂纹成核体，替代传统定性评估，实现岩石损伤的定量表征。
• 地质工程监测：集成到声发射监测系统，自动分析三维AE数据，实时跟踪裂纹成核过程。
• 声发射数据分析：提供三维聚类与形状重建算法，从AE事件中直接提取成核体的几何参数。
• 岩土灾害预警：通过裂纹成核生长因子监测损伤演化，为岩土灾害预警提供定量指标。